Глобальные модели экоразвития. Альтернативные варианты решения энергетических проблем.

Экологам важно развивать навыки мышления, памяти и логики. В ноябре 2019 разработан новый игровой тренажер "Микробиолог". Нестандартные задания + игровая форма = отличный результат.

Узнать детали

Глобальные модели экоразвития. Альтернативные варианты решения энергетических проблем.


Отрасли топливно-энергетический комплекс (ТЭК), относятся к капиталоемким отраслям. В промышленно развитых странах, где представлены все его отрасли, обычно основные капиталовложения в пределах до 85% приходятся на нефтегазодобывающую промышленность и электроэнергетику (примерно в равных долях) и до 15% — на нефтепереработку и угольную промышленность. Значительное влияние на инвестиционный процесс в ТЭК в целом оказывают инвестиции в нефтяную промышленность.

Последний пик этого цикла пришелся на 1981 — 1982 гг., когда цены на нефть и размеры капиталовложений в отрасль достигли максимального уровня. После этого началось снижение цен и капиталовложений. Перелом наступил в конце 90-х годов прошлого века и продолжится до 2010 г. В соответствии с циклическим характером развития нефтяной промышленности происходили и изменения капиталовложений не только в эту отрасль, но и в целом в ТЭК.

В перспективе до 2015 г., по прогнозам специалистов, среднегодовые темпы прироста выработки электроэнергии в мире составят около 2,7%, однако наметились значительные различия как в темпах развития электроэнергетики в промышленно развитых и развивающихся странах, так и в соотношениях использования различных видов топлива для выработки электроэнергии.

В промышленно развитых странах темпы прироста выработки электроэнергии прогнозируются несколько ниже среднемирового уровня и составят около 2%. Наибольший рост установленной мощности произойдет на электростанциях, работающих на газе (ежегодный прирост до 4,9%), в то время как среднегодовой прирост мощности электростанций, работающих на угле, составит около 1,3% в год. Электростанции, работающие на газе, требуют меньших капиталовложений на единицу вводимой мощности, имеют более быстрые сроки строительства, при этом уменьшается отрицательное воздействие отраслей ТЭК на состояние окружающей среды и особенно на возможность глобального изменения климата. Газ, как известно, является наиболее экологически чистым видом органического топлива, ресурсная база газодобычи на ближайшие десятилетия не вызывает особых опасений.

В развивающихся странах основные потребности в электроэнергии будут, видимо, удовлетворяться путем наращивания строительства тепловых электростанций на угле. Из-за отсутствия эффективных технологий сжигания угля на электростанциях в этих странах загрязнение атмосферы будет увеличиваться с ростом объемов его использования. Это в какой-то степени относится и к промышленно развитым странам. Поэтому во многих из них при поддержке государства ведутся разработки по созданию "технологий чистого угля". Освоение таких технологий и их передача в последующем в развивающиеся страны может помимо резкого снижения загрязнения окружающей среды проложить дорогу более широкому применению угля в электроэнергетике взамен более ограниченных запасов нефти и газа.

В долгосрочной перспективе в промышленно развитых странах ожидается весьма незначительный прирост собственного производства первичных энергоресурсов (ПЭР). В результате этого при наметившейся устойчивой тенденции снижения в этих странах добычи нефти зависимость этих стран от ввоза ПЭР из третьих стран будет возрастать.

В структуре потребления ПЭР за нефтью, очевидно, сохранится первое место не только до 2015 г., но и на многие годы вперед за пределами этого периода. Однако доля нефти в общем объеме потребления ПЭР будет постепенно снижаться. Более быстрыми темпами будет расти потребление природного газа. К 2015 г. в структуре потребления ПЭР газ, по оценке, выйдет на второе место, оттеснив уголь на третье. Несмотря на эти изменения в структуре потребления, львиная доля сохранится за ПЭР органического происхождения (более 92%).

Доля электроэнергии АЭС, ГЭС и других источников энергии в общем потреблении ПЭР промышленно развитых стран к 2015 г. возрастет до 7,4% по сравнению с 6,5% в 1990 г. При этом темпы прироста использования энергии АЭС составят не более 0,9—1% в год, в то время как от ГЭС и возобновляемых источников энергии превысят 3% в год.

В свете изменений в структуре потребления ПЭР в экономике промышленно развитых стран долгосрочные перспективы развития НТП в отраслях ТЭК прежде всего связаны с этими сдвигами.

В нефтяной и газовой промышленности основные направления НИОКР в долгосрочной перспективе следующие:

в области разведки на нефть и газ НИОКР направлены на совершенствование методов трехмерной сейсмической разведки в труднодоступных регионах мира со сложным геологическим строением;

в области бурения НИОКР направлены на совершенствование проводки горизонтальных скважин, широкое использование которых позволяет повысить эффективность разработки нефтяных и газовых месторождений.

В нефтеперерабатывающей промышленности основные усилия будут направлены на совершенствование вторичных процессов с целью увеличения выхода светлых нефтепродуктов, в том числе неэтилированного бензина с высоким октановым числом и других высококачественных продуктов с целью уменьшения загрязнения окружающей среды вредными выбросами. Одновременно будут вестись исследования по замещению нефтепродуктов альтернативными видами топлива, в основном на транспорте (сжатым природным газом, электроэнергией, спиртами из природного газа, биомассой и т.д.).

Все более важным источником топливно-энергетических ресурсов становится атомная энергия.

В настоящее время в мире действует около 140 атомных реакторов. Их доля в общем объеме производства электроэнергии в мире в течение 80-х и 90-х годов XX столетия остается на уровне 10—11%, а удельный вес в потреблении ядерного топлива к началу 1996 г. составлял 7,3%.

Фирмы, занятые в атомном машиностроении, не ожидают значительного увеличения притока заказов на оборудование для новых атомных электростанций (АЭС) — по крайней мере в ближайшие 10 лет.

Нехватка средств, обусловленная чрезвычайно малым притоком заказов после аварии на Чернобыльской АЭС, заставляет сейчас производителей атомного энергетического оборудования работать в режиме строжайшей экономии и постоянного наращивания эффективности операций. Современная ситуация сильно отличается от 70-х годов, когда мощности атомной промышленности мира были полностью загружены.

В Северной Америке и Западной Европе приток заказов на новые АЭС практически равен нулю. Такое же положение сложилось со строительством новых АЭС и в России. При этом существует значительная потребность в модернизации существующих станций, в том числе и в странах Восточной Европы.

Только в Восточной Азии, в частности в Республике Корея, Китае и Тайване, ощущается действительная заинтересованность в строительстве новых АЭС, но разработка соответствующих проектов требует много времени и часто затягивается по причине возрастающего давления со стороны защитников окружающей среды.

В целом зависимость энергетики ряда стран мира от атомных электростанций весьма значительна. Так, в 1995 г. доля АЭС в общей выработке электроэнергии составила (в %): в Литве — 76,4, Франции — 75,3, Бельгии — 55,8, Швеции — 51.1, Словакии — 49,1, Болгарии — 45,6, Венгрии — 43,7, Словении, Швейцарии, Республике Корея, Испании — в среднем 34,0, Японии — 30,7, ФРГ - 29,3, Великобритании - 25,8, США - 22,0, России -11,4. Себестоимость электроэнергии АЭС на 20% ниже, чем на ТЭС, работающих на угле, и в 2,5 раза ниже, чем работающих на мазуте, а удельные капитальные вложения вдвое выше (в США около 1000 долл. на I кВт). К концу XX в., по некоторым расчетам, доля электроэнергии, вырабатываемой на атомных электростанциях, составит 15%, а к 2020—2030 гг. — 30%, что потребует значительного увеличения добычи урана.

Потребности в уране, согласно расчетам, к 2010 г. достигнут 135 тыс. т, а на весь период до 2010 г. понадобится 1,8 млн. т урана. Запасы урана разделяются на две категории в зависимости от цены на 1 кг концентрата U3O8 — до 66 долл. и от 66 до 110 долл. Для сравнения отметим, что средняя цена, которую потребители уплачивали в 1977 г., по данным долгосрочных контрактов, составляла 38—45 долл. за 1 кг, а максимальная цена в конце 1977 г. доходила до 95 долл. Общие запасы урана в развитых странах Запада и развивающихся странах превышают 4 млн. т; достоверные запасы первой категории — 1650 тыс. и второй — 540 тыс. т; предполагаемые запасы первой категории — 1510 тыс., а второй — 590 тыс. т. Наибольшими запасами обладают США, Канада, ЮАР, Австралия, Франция.

Но этим источники получения уранового концентрата не ограничиваются. Значительные количества урана находятся в отвалах заводов по производству обогащенного урана. Современная технология позволяет довести их до 0,1%, а в перспективе, возможно, снизить почти до нуля (с применением лазерной технологии). Можно считать, что до конца текущего века  запасов урана хватит, особенно если учесть возможность широкого использования реакторов-размножителей и применения в качестве атомного топлива плутония. К тому времени можно надеяться на практическое использование термоядерной энергии, источники производства которой — дейтерий, тритий, содержащиеся в морской воде, — велики.

В отличие от атомной энергетики использование возобновляемых источников энергии находит полную поддержку со стороны общественности всех промышленно развитых стран из-за их экологической чистоты и безопасности. По ряду технологий получения возобновляемых источников энергии за последние 10 лет произошел значительный прогресс, а некоторые из них находятся в стадии коммерциализации и выхода на широкий энергетический рынок. Это прежде всего относится к разработкам по солнечным электростанциям, которые могут быть конкурентоспособными при производстве электроэнергии в отдаленных районах, а также для покрытия пиковых нагрузок. Определенный вклад в производство электроэнергии может дать энергия ветра, геотермальных вод и биомассы. Однако для выхода на широкий энергетический рынок последних требуется перевести достижения НИОКР в данной области на практические рельсы, устранить существующие барьеры на рынке возобновляемых источников энергии, а усилия НИОКР сосредоточить на раскрытии полного потенциала новых технологий в данной области.     

В развитии международной торговли сырьевыми товарами в течение послевоенного периода отчетливо наблюдается ряд важных тенденций, обусловливающих существенные изменения в товарной структуре мирового экспорта. Прежде всего отмечается преимущественный рост торговли полуфабрикатами, изготовленными на базе минерального и растительного сырья, что является следствием воздействия НТП на международную торговлю.

Преимущественное развитие экспорта готовых изделий и полуфабрикатов стало причиной резкого снижения удельного веса сырьевых товаров в мировом экспорте. Их доля за 1963—1993 гг. понизилась с 42 до 24%.

Вместе с тем следует отметить, что под влиянием широкого внедрения энергосберегающих технологий в 70-х годах, осуществления структурных сдвигов в экономике, а также высокого уровня цен на нефть в течение длительного времени в промышленно развитых и развивающихся странах произошло снижение потребления нефти. В последние годы быстро развивается международная торговля природным газом.

Прогнозы будущего развития спроса и предложения на рынке нефти и других энергоносителей исходят из предположения, что при ожидаемом среднегодовом темпе роста ВНП в 2,7% мировое потребление первичной энергии в период до 2005 г. будет увеличиваться на 1,3% в год, при этом рост потребления энергоресурсов будет более высоким в развивающихся странах.

Потребление угля в прогнозном периоде будет сдерживаться по экологическим причинам.

Россия традиционно играет важную роль в мировом экспорте топливно-энергетических товаров, особенно нефти и природного газа. Кризис, переживаемый нефтяной и газовой промышленностью, тяжело отразился на экспортных возможностях России. В результате российский экспорт нефти, составлявший в 1989 г. 115 млн. т снизился в 1994 г. до 92 млн. т. В то же время экспорт природного газа сохранился на высоком уровне — 109 млрд. м3 в 1994 г.

Предыдущие материалы: Следующие материалы: